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アン 自動切換開閉器（ATS） は、特に商用電源から発電機へのシステムにおいて代替電源の始動が必要な場合や、負荷が規定の電気機械的切替シーケンスを許容できる場合に、通常より適しています。A 静的切替スイッチ（STS） は、2つの独立したAC電源がすでに通電され許容可能な状態にあり、かつ高感度な負荷がメーカー規定の電源および負荷条件下でより短時間の切替を必要とする場合に、通常選択されます。.
したがって、これらのデバイスは速度のみで区別されるものではありません。これらは異なる電源可用性および連続性の問題を解決します。一部の重要電源システムにおいて、正しい回答は 両方：ATSは施設レベルの商用電源および発電機電源を管理し、下流のSTSは2つのライブUPSまたは配電経路間で重要負荷を切り替えます。.
ATSとSTSの概要
| 判断要素 | 自動切替開閉器 (ATS) | 静止型切替スイッチ（STS） |
|---|---|---|
| 切替経路 | 伝達機構によって操作される電気機械式接点 | ソリッドステート電力デバイス、一般的にはサイリスタまたはSCR経路 |
| 一般的な電源構成 | 商用電源-発電機、発電機-発電機、または利用可能な2つのフィーダー | 通電および監視されている2つのAC電源 |
| 故障時の代替電源 | 利用できない場合があり、発電機の始動と安定化が必要となる可能性がある | 通常はすでに通電されており、STSの許容範囲内にある |
| 切替動作 | オープン遷移はブレーク・ビフォア・メイク方式であり、一部のシステムでは制御されたクローズド遷移をサポートしています | 意図しない電源間電流経路を防ぐために制御された、高速な半導体式電源切替 |
| 負荷遮断 | 検出、電源の準備状況、意図的な遅延、メカニズム、および遷移モードに依存します | 多くの場合サブサイクルまたは数ミリ秒ですが、電源の関係、負荷電流、制御ロジック、および製品設計に依存します |
| メインシステムの役割 | 施設または配電レベルの電源切替 | 使用地点または連続性を重視する負荷の下流側保護 |
| 連続導通 | 電流は閉じた機械的接点を流れる | 電流は半導体デバイスを流れ、継続的な損失と熱を発生させるため、管理が必要である |
| 故障および保護設計 | 規定の短絡定格およびシステム協調が必要 | 規定の定格、半導体保護、バイパス戦略、およびシステム協調が必要 |
| 主要なIECファミリー | 切換開閉装置に関するIEC 60947-6-1 | 静的切換システムに関するIEC 62310-1およびIEC 62310-3 |
| 一般的な選択トリガー | バックアップ電源を始動させる必要があるか、または電気機械的な絶縁がアーキテクチャの一部であること | 両方の電源が活線状態であり、負荷のライドスルー能力が制限されていること |
選択ルール: 電源の準備状況を第一に、許容可能な負荷遮断を第二に、機器の定格を第三に考慮して選択してください。絶縁された転送時間のみに基づいてデバイスを選択しないでください。.
概念的なアーキテクチャのみ。破線は発電機の始動指令であり、実線は電力経路です。製品の配線図ではありません。.
切替時間が誤解を招く理由
データシートには切り替え時間や転流時間が記載されている場合がありますが、その値が必ずしも負荷への電力復旧にかかる合計時間とは限りません。有用なエンジニアリングモデルでは、以下の4つの時間要素を分離します：
| 時間要素 | それが表すもの | 重要な理由 |
|---|---|---|
| 故障の検出および確認 | 優先電源が許容範囲外であると判断するまでに要する時間 | フィルタおよびプログラムによる検証は不要な切り替えを防ぐことができるが、遅延が生じる |
| 代替電源の準備状況 | 代替電源が使用可能になるまでに要する時間 | 発電機の始動、加速、電圧上昇、および周波数安定化が停電時間を左右する場合がある |
| プログラムされた切り替え遅延 | コントローラまたは動作シーケンスによって課される意図的な遅延 | 協調のサポート、過渡的な切り替えの回避、または電源の安定化を可能にする場合があります |
| 切り替えまたは転流間隔 | 接点または半導体経路が負荷を移動させるのに要する時間 | これは製品マーケティングにおいて強調される数値であることが多いです |
概念的には以下の通りです：
復旧時間は、検出＋電源の準備状況＋プログラムされた遅延＋切り替え動作に依存します。.
これらのイベントは重複する可能性があるため、これは普遍的な算術式ではなくシステムモデルです。その目的は、高速なメカニズムであっても始動していない発電機を補うことはできない理由を示すことにあります。詳細な ATS切り替え時間ガイド 公開されている値が特定の切替シーケンスに関連付けられなければならない理由を説明します。.
STSは通常、両方の入力が通電状態にあることを前提としているため、電源起動コンポーネントを回避します。このアーキテクチャ上の違いこそが、可動部品の有無そのものではなく、STSが適格な負荷をより迅速に復旧できる主な理由です。.
ATSによる電力切替の仕組み
ATSは優先電源を監視し、制御基準を満たした際に電気機械式の切替機構に指令を出します。製品のアーキテクチャに応じて、開閉素子は電磁接触器ベース、開閉器（スイッチ断路器）ベース、または回路遮断器ベースとなります。したがって、すべてのATSを電磁接触器アセンブリと呼ぶのは不正確です。.
一般的な商用電源から発電機へのシーケンスでは、コントローラが商用電源の異常を検出し、発電機始動信号を送信し、発電機の電圧と周波数が許容範囲内になるまで待機した後、常用電源側の経路を開放し、非常用電源側の経路を閉路します。負荷遮断には、物理的な接点の移動以上の時間が含まれます。.
より詳細な動作シーケンスについては、以下を参照してください。 自動切替開閉器（ATS）の仕組みとは？.
より広範な機器カテゴリ、電源構成、および選定の境界については、以下を使用してください。 二重電源自動切替スイッチガイド.
オープン移行型ATS
オープン遷移とは ブレーク・ビフォア・メイクであり、スイッチが一方の電源を切り離してから他方の電源を接続する方式です。負荷には瞬断が発生しますが、この構成により2つの電源が意図的に並列接続されることを回避します。.
これは、一時的な電源の並列接続が不要または許可されていない場合に用いられる一般的な切り替え原理です。実際の遮断時間は製品やシーケンスによって異なるため、ATSの普遍的な値として一律に定義すべきではありません。.
クローズド遷移ATS
クローズド遷移とは メイク・ビフォア・ブレーク. です。スイッチは切り替え時に両方の電源を一時的に接続しますが、これは両方の電源が利用可能であり、かつ製品の同期条件を満たしている場合にのみ可能です。また、この短い電源の重なりがプロジェクトにおいて許可されている必要があります。.
クローズド・トランジションは、計画的な再転送や、2つの許容可能な電源間での転送において特に重要です。これは、商用電源の喪失から発電機の停止に至る初期の停電を回避するものではありません。代替電源が通電されていない場合、存在しない電源に負荷を接続できる転送メカニズムは存在しません。.
STSによる電力切替の仕組み
STSは一般的に、各AC電源に対して対向または逆並列のシリコン制御整流器（SCR）経路を使用します。コントローラは常に電源の状態を評価し、転流ロジックに従ってアクティブな経路をオフにし、代替経路を有効にすることで負荷を転送します。.
転送に機械的な接点機構を待つ必要がないため、スイッチング間隔を非常に短くすることができます。しかし、STSには依然として動作上の境界条件が存在します。
- 通常、両方の電源が通電されており、かつデバイスの許容基準内である必要があります。.
- 電源間の位相関係は、負荷に印加される電圧ステップに影響を与えます。.
- 負荷電流と力率は、SCRの転流動作に影響を与えます。.
- コントローラは、代替電源が許容できない場合、転送を禁止または遅延させることがあります。.
- 半導体の導通は、継続的な損失と熱を発生させます。.
- 負荷を中断することなくシステムを保守するには、メンテナンスバイパスおよび協調保護設計が必要となる場合があります。.
これらの理由から、「静的（static）」という言葉を無条件の無瞬断の約束として解釈すべきではありません。規定された転送性能は、メーカーの試験条件、電源許容範囲、負荷の前提条件、およびバイパス構成と併せて確認する必要があります。.
仕様を左右するエンジニアリング上の違い
1. 代替電源はすでに通電しているか？
これは最初にして最も重要な質問です。.
電源Bが通常停止している待機発電機である場合、ATSが自然な制御および転送プラットフォームとなります。システムは故障を検出し、発電機を始動し、その出力を確認した上で、負荷を転送しなければなりません。.
電源Aと電源Bが2つの稼働中のUPS出力、商用電源フィーダー、または独立して調整された配電経路である場合、電気機械的な中断を許容できない負荷に対してはSTSを検討することができます。.
STSは発電機始動制御の代わりにはなりません。ATSは、代替電源が利用できない場合に静的転送性能を実現することはできません。.
2. 負荷にはどの程度のライドスルー（許容中断時間）があるか？
適切な比較対象は、負荷のライドスルー能力と 完全な切り替えイベント, であり、単なるスイッチ機構ではありません。.
加熱負荷、多くの電動機、および一般的な建物内の回路は、オープン遷移切り替えや発電機始動間隔を許容できる場合がありますが、電動機の挙動やプロセスの結果については依然としてエンジニアリング上の検討が必要です。高感度なサーバー電源、医療用電子機器負荷、制御プロセッサ、または連続プロセスでは、許容される中断時間がはるかに短い場合があります。.
負荷が電源始動間隔をブリッジできない場合は、無停電電源装置（UPS）、蓄電エネルギー、冗長電源、またはその他の継続性対策が必要です。より高速なATSを選択しても、そのエネルギーギャップは解消されません。.
3. 電源を並列接続できるか？
オープン遷移ATS機器は、意図的な電源の重なりを回避します。クローズド遷移ATS機器は、制御された条件下で、かつ設置が許可されている場合にのみ、一時的に電源を並列接続します。.
STSコントローラは、2つの電源間で意図しない電流経路が発生しないように設計されています。正確な転流シーケンスは、製品、負荷電流、および電源の位相関係によって異なります。これは自動的に電源並列システムとなるわけではありません。プロジェクトでは、以下の3つの個別の要件を区別する必要があります。
- 電源の重複を避けてください。.
- 負荷に対して十分に高速な切り替えを行ってください。.
- 負荷が受ける電圧位相のステップおよび過渡現象を制限してください。.
これらは関連していますが、互換性のある要件ではありません。.
4. 故障発生時に何が起こるか？
ATSおよびSTSの選定は、短絡および保護協調なしでは完了しません。.
ATSについては、宣言された短絡定格、許容される上流の保護装置、利用区分、極数、中性線切り替え構成、およびアセンブリ全体の定格を確認してください。転送スイッチのアーキテクチャ間の違いについては、VIOXガイドの以下で説明されています。 PCクラスとCBクラスのATS.
STSについては、想定短絡電流、上流および下流の保護、SCR保護戦略、バイパス経路の定格、および下流側故障時の動作を確認してください。高速な電源切り替えは、過電流保護や選択的協調の代わりにはなりません。.
5. どのような連続損失および熱条件が適用されるか？
ATSが安定した位置にあるとき、電流は閉じた機械的接点を通過します。STSは半導体デバイスを介して負荷電流を連続的に流します。そのため、筐体、冷却構成、室内の熱負荷、およびディレーティング規則について明示的な検討が必要です。.
これはATSに熱的制限がない、あるいはSTSの効率が悪いという意味ではありません。両技術では導通損失の発生と管理方法が異なるということです。一般的な効率のパーセンテージを適用するのではなく、実際の負荷電流におけるメーカー公表の損失および熱的制限を比較してください。.
6. システムはどのように絶縁および保守されるか？
ATS装置には、長期間同じ位置にあっても確実に動作しなければならない可動機構と接点が含まれています。試運転、点検、および保守の要件は、メーカーの指示および設備の重要度に従う必要があります。.
STSには可動式の切替接点はありませんが、メンテナンスフリーではありません。半導体アセンブリ、制御電子機器、冷却部品、保護装置、接続部、およびバイパス装置は、引き続き保守計画の一部となります。.
重要負荷にとって重要な問いは、どちらの製品がメンテナンスの手間が少ないかということではありません。許容できない停電を引き起こすことなく、安全で定格を満たしたバイパスと、切替装置を絶縁するための実用的な方法をアーキテクチャが提供しているかどうかです。.
ATS、STS、両方、あるいはどちらも選択しない場合の判断基準
| システムの状態 | 推奨アーキテクチャ | 技術的根拠 |
|---|---|---|
| 商用電源および常時停止状態の待機発電機 | ATS | システムは発電機の始動を開始し、電源を検証し、切替シーケンスを実行しなければならない |
| 一般配電負荷に供給する2つの通電フィーダー | 多くの設備ではATSを使用。負荷の連続性が要求される場合にのみSTSを使用 | 電源の可用性のみでは、静的切替のコストおよび熱的複雑さを正当化できない |
| 敏感なシングルコード負荷に供給する2つの独立したUPS出力 | STS | 両電源とも通電状態であり、負荷は規定条件下でサブサイクルまたは数ミリ秒以内の切替を必要とする場合がある |
| 下流に重要なIT負荷または制御負荷を有する施設の商用電源・発電機システム | 上流側にATS、下流側にUPS/STSを配置 | ATSが電源の可用性を管理し、蓄電装置と静的転送スイッチが連続性を必要とする負荷を保護します |
| 負荷が発電機の起動時間を許容できず、かつ有効な電源が1系統のみ存在する場合 | いずれのデバイス単体でも不十分です | この設計では、転送技術によって中断を解決する前に、蓄電装置または別の常時利用可能な電源が必要です |
| 電源を並列接続できず、かつ負荷が中断を許容する場合 | オープン移行型ATS | ブレーク・ビフォア・メイク（非同時投入）方式の転送は、静的転送のような複雑さを伴わずに、並列不可の要件を満たします |
| 計画的な再転送では中断を回避する必要があり、両方の電源を同期させて短時間並列運転させることが可能です。 | クローズド・トランジションATSが適している場合があります。 | 適合性は、電源の同期、製品の制御機能、電力会社の規定、およびプロジェクトの承認状況に依存します。 |
この表はアーキテクチャの選定用であり、機器の定格の代わりとなるものではありません。最終的な仕様決定には、電源、負荷、故障、環境、および認証に関するデータが依然として必要です。.
概念的なシステムアーキテクチャに過ぎません。ATSは電源の可用性を管理し、UPS経路と下流のSTSは負荷の継続性を確保します。これは製品の配線図ではありません。.
クローズド・トランジションATSがSTSの代替として自動的に機能しない理由
どちらの技術も特定の状況下では目に見える中断を低減または回避できますが、その動作の前提条件は異なります。.
クローズド・トランジションATSには、許容可能な同期された2つの電源と、それらを短時間重ね合わせる許可が必要です。これは、計画的な転送または再転送の動作を改善するために一般的に使用されます。優先電源が突然故障した場合、接点はまだ準備が整っていない電源に対してクローズド・トランジションを維持することはできません。.
STSは通常、意図的な電源の重複なしに切り替えを行い、2つの常時通電された電源を中心に設計されています。代替電源が許容可能な状態であれば、適格な負荷を迅速に移行できますが、どちらの電源も使用できない状態では電力を供給できません。.
電源故障、切り替え、および発電機始動の間も中断のない電力供給が必要な場合、システムにはエネルギー貯蔵装置または別のライブ供給経路が必要です。その場合、ATSまたはSTSは完全なソリューションではなく、継続性アーキテクチャの一要素となります。.
規格：ATSとSTSは同一の製品カテゴリではない
一般的な「切替スイッチ」の認証が両方の技術に自動的に適用されるわけではないため、規格の境界線は重要です。.
| 市場フレームワーク | ATS / 切替開閉器 | STS / 静止型切替開閉器 |
|---|---|---|
| IEC | IEC 60947-6-1:2026 規定された電圧範囲内の切替開閉器を対象とし、静止型切替スイッチは明示的に除外しています | IEC 62310-1:2005 一般的な要件および安全要件を規定し、; IEC 62310-3:2008 性能および試験要件を規定する |
| 北米 | UL Solutions UL 1008を自動切替開閉器の主要な規格群として特定する | ULは以下を特定する UL 1008S 半導体式自動切替開閉器用 |
北米向けプロジェクトでは、正確なリスティング、機器カテゴリー、短絡定格、設置条件、および適用される電気工事規定の要件を確認すること。IEC向けプロジェクトでは、入札または組立規格で要求される正確な版およびパートを確認すること。特定の規格群への言及は、すべてのモデルまたは盤全体がその規格に準拠して評価されたことを証明するものではない。.
ATSとSTSの仕様チェックリスト
見積依頼や設計承認を行う前に、以下を提供し確認してください。
| 必須入力 | 解決すべき課題 |
|---|---|
| 電源アーキテクチャ | 両方の電源は常時通電されていますか？発電機の始動が必要ですか？電源は独立していますか？ |
| 電気システム | 定格電圧、周波数、相構成、極数、および中性線の要件は何ですか？ |
| 負荷 | 連続電流、突入電流特性、力率、回生特性、および許容瞬断時間はどのくらいですか？ |
| 切替目的 | 切替方式はオープン、クローズド、遅延、同位相、または静止型のいずれですか？短時間の電源重複は許容されますか？ |
| 電源の受電条件 | 許容される代替電源を定義する電圧、周波数、位相角、およびタイミングウィンドウはどのようなものか？ |
| 故障状態 | 想定短絡電流、必要な耐量または短絡定格、および保護装置の協調はどのようになっているか？ |
| 熱設計 | 周囲温度、筐体条件、換気、ディレーティング、および宣言された損失はどのようなものか？ |
| 継続性設計 | UPS、蓄エネルギー、冗長負荷入力、またはメンテナンスバイパスは必要か？ |
| 制御および監視 | どのようなステータス出力、アラーム、リモート制御、通信プロトコル、およびイベント記録が必要か？ |
| 適合性の証拠 | その特定のモデルに適用されるIEC、UL、現地規格、組立規格、試験報告書、および認証は何ですか？ |
| 保守性 | 許容される停電時間を超過することなく、デバイスとバイパス経路を絶縁、試験、および保守することは可能ですか？ |
システム選定において電気機械式自動切替開閉器が検討される場合、 VIOX ATS製品ファミリーは プロジェクトの電圧、電流、極数、切替方式、制御、および市場要件に基づいて評価可能です。仕様を決定する前に、モデル固有の定格および認証の証拠を確認してください。.
よくある質問
STSはATSと同じものですか？
いいえ。ATSは通常、電気機械式の接点を介して電力を切り替え、発電機などの代替電源を始動させる必要があるシーケンスを調整できます。STSは、半導体電力デバイスを介して通電中のAC電源間を切り替えます。これらは関連する継続性の目的を果たすことができますが、電源の前提条件、切替動作、熱設計、および適用規格が異なります。.
STSは本当に切替時間ゼロのスイッチですか？
無条件のエンジニアリング上の主張ではありません。適切な条件下では、サブサイクルまたは数ミリ秒以内に静的転送が発生する可能性がありますが、電源の許容性、位相関係、負荷電流、制御ロジック、転流、および製品試験条件が重要となります。メーカーが宣言する性能が仕様の根拠となります。.
データセンターでATSを使用できますか？
はい。ATS機器は、施設レベルおよび配電レベル、特に商用電源と発電機の切り替えにおいて広く使用されています。ATSの完全な切り替えおよび電源起動シーケンスを許容できない負荷には、通常、UPSによるライドスルー、冗長電源パス、STS、またはこれらの対策の組み合わせが必要です。.
クローズドトランジションATSはSTSの代わりになりますか？
一般的にはなりません。クローズドトランジションATSの動作には、両方の電源が許容範囲内であり、同期している必要があり、通常は制御された一時的なオーバーラップを伴います。STSは、すでに通電されている電源間での高速な半導体転送を行うように設計されています。これら2つの技術は、異なる動作条件に対応するものです。.
発電機のバックアップには、ATSとSTSのどちらが適していますか？
バックアップ発電機が常時稼働していない場合、電源故障の検出、発電機の起動、電源の検証、および負荷転送を調整できるため、通常はATSが適切な転送プラットフォームとなります。別の通電中の電源または蓄電システムが負荷を担っていない限り、STSでは発電機の起動時間を排除することはできません。.
最終選定ルール
次のものを選択してください ATS 電源の起動、電気機械的な転送、配電レベルの切り替え、または制御されたオープン/クローズドトランジションが求められる作業には、以下を選択してください。 STS 2つの許容可能なAC電源がすでに通電しており、規定の動作条件下で負荷がより高速な切り替えを必要とする場合。選択してください： 両方 施設レベルの電源可用性と下流側の負荷継続性が個別の問題である場合。選択してください： いずれも単独ではない 代替電源の準備ができておらず、負荷がエネルギーの途絶を許容できない場合。.
最終的な決定は、正確な機器定格、電源関係、負荷挙動、短絡条件、バイパス戦略、および適用規格と照らし合わせて検証する必要があります。切り替え速度は入力要素の一つであり、仕様そのものではありません。.
規格および技術参考資料
- IEC 60947-6-1:2026、低圧開閉装置および制御装置－第6-1部：多機能機器－切り替え開閉装置
- IEC 62310-1:2005、静止型切り替えシステム－第1部：一般および安全要求事項
- IEC 62310-3:2008、静止型切り替えシステム－第3部：性能および試験要求事項の規定方法
- UL Solutions、スイッチ認証および評価サービス
- UL Solutions、データセンター向け製品
- Schneider Electric、トランスファースイッチとは？
- Schneider Electric、同相モニターおよび同期モニター機能
- ABB、重要電源システムにおける自動トランスファー切替
- Vertiv、Liebert STS2 ユーザーマニュアル
